DE3429382A1

DE3429382A1 - Optischer kopf

Info

Publication number: DE3429382A1
Application number: DE19843429382
Authority: DE
Inventors: Kiyonobu Yokohama Kanagawa Endo
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-08-10
Filing date: 1984-08-09
Publication date: 1985-02-28
Also published as: US4654839A; DE3429382C2

Description

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TS f± O "..*-." ' ."Dipl-Iri*g..-R Tiedtke I

HeLLMANN - CIRAMS - OTRUIF Dipl.-Chem. G. Bühling

DipL-lng. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe

3429382 ⁵ Dipl.-lng. B. Pellmann

Dipl.-lng. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Canon Kabushiki Kaisha Bavariaring4, Postfach

Tokio / Japan 8000 München 2

Tel.:089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Münc

9. August 1984 DE 4186 ■

Optischer Kopf

Die Erfindung bezieht sich auf den Aufbau eines optischen Kopfes, insbesondere auf den Aufbau eines optischen Kopfes für ein .optomagnetisches Aufnahmemedium, bei dem das vom Aufnahmemedium reflektierte Licht durch einen Fotodetektor, beispielsweise ein fotoelektrisches Element, aufgenommen wird und die Lageabweichung bezüglich des optischen Kopfes durch einen Wechsel in der Lichtmenge oder in der Form des Lichtstrahls erfaßt wird und Scharfeinstellung (automatische Scharfeinstellung) oder Nachlaufsteuerung (automatische Nachlaufsteuerung) auf der Grundlage des sich aus der Erfassung ergebenden elektrischen Signals durchgeführt wird.

Als Beispiele für das Aufnahmemedium, bei dem ein sehr kleiner Lichtfleck verdichtet wird, um dadurch eine Aufnahme oder eine Wiedergabe zu erzielen, gibt es Videodisketten und digitale Audiodisketten, auf denen Signale wie Bilder oder Töne aufgenommen werden, und Aufnahmemedien zum Zeichnen und magnetooptische Aufnahmemedien mit einer Schicht von Aufnahmematerial, das

Dresdner Bank (München) Kto. 3939 644 Bayer. Vereinsbank (Mjncften) KIo 508 941 Postscheck (Mjncfien) Klo. 670-43-804

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durch Licht oder durch die Wärmeenergie des Lichts verändert wird.

Die ersteren Aufnahmemedien werden nur zur Wiedergabe von SignaLen benutzt, wohingegen die Letzteren Aufnahmemedien ebenso eine Signalaufnahme auf Seiten des Benutzers ermöglichen. Außerdem ermöglichen magnetooptische Aufnahmemedien Signallöschung und können wiederholt Signale aufnehmen und wiedergeben. 10

Wo Signale dadurch aufgenommen oder wiedergegeben werden, daß ein sehr kleiner Lichtfleck auf einem solchen Aufnahmemedium abgebildet wird, während das Aufnahmemedium durch Rotation oder Vibration bewegt wird, tritt beim Aufnahmemedium eine vertikale Vibration und wegen der Oberflächenvibration eine seitliche Verstellung auf, und zwischen dem optischen Kopf, auf dem der.Lichtfleck abgebildet wird,' und dem Aufnahmemedium wird eine Schwankung in der räumlichen Anordnung zueinander be wirkt. Als Ergebnis schwankt die Größe des Flecks auf dem Aufnahmemedium oder die übertragene Stellung des Flecks weicht von der Signalspur ab und die ausgegebenen Signale und das aufgenommene Muster werden unklar.

Um dieses Problem zu lösen, wurde es praktiziert, das vom Aufnahmeelement reflektierte Licht durch einen fotoelektrischen Detektor aufzunehmen, die Abweichung von der Normalstellung zwischen dem optischen Kopf und dem Aufnahmemedium durch eine Änderung in der Lichtstärke oder in der Form des Lichtstrahls zu erfassen und als einen Fokussierungsfehler oder einen Nachführungsfehler anzeigendes Signal zu einem Teil des optischen Kopfes oder des Bauteils mit dem optischen Kopf zurückzuschikken und den Abstand zwischen optischem Kopf und Aufnah- memedium sowie die Stellungsabweichung, zum Beispiel

die seitliche Verstellung, auf der Basis des Signals zu korrigi eren.

Ein Beispiel des Aufbaus eines solchen herkömmlichen optischen Kopfes wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 der beiliegenden Zeichnung beschri eben.

In Figur 1 ist eine Kondensor I i nse 2 zur Verdichtung eines Lichtflecks auf einem Aufnahmemedium 1 derart angeordnet, daß sie in Richtung der optischen Achse durch ein Antriebselement 3 beweglich ist.Das Referenzzeichen 4 bezeichnet einen Schwenkspiegel zur Umlenkung des Lichtstrahls, das Referenzzeichen 5 bezeichnet ein Lambdaviertelplättchen, das Referenzzeichen 6 bezeichnet ein Kollimatorobjektiv, das Referenzzeichen 7 bezeichnet einen Polarisationsstrahlenteiler, das Ref.erenzzeichen 8 bezeichnet eine Lichtquelle, beispielsweise einen Halbleiterlaser, das Referenzzeichen 9 bezeichnet eine Zylinderlinse und das Referenzzeichen 10 be zeichnet einen vierabschnittigen Fotodetektor.

Der von der Lichtquelle 8 ausgesendete Lichtstrahl durchquert den Polarisationsstrahlenteiler 7 und wird durch das Kollimatorobjektiv 6 zu einem parallelen Lichtstrahl verändert. In diesem Fall wird die Polarisationsebene des von der Lichtquelle 8 ausgesendeten Lichtstrahls derart eingestellt, daß sie parallel zur Ebene des Aufzeichnungsblattes liegt, und der Polari sationsstrahlenteiler 7 läßt den in einer solchen Ebe ne polarisierten Lichtstrahl nahezu ohne irgendwelche Verluste durch. Der parallele Lichtstrahl wird zu einem kreisförmig oder elliptisch polarisierten Lichtstrahl, indem er das LambdavierteIplättchen 5 durchquert, und wird darauf durch den um seinen Anlenkbolzen drehbaren

Schwenkspiegel 4 reflektiert, wonach er durch die Kondensorlinse 2 zu einem sehr kleinen Fleck auf dem Aufnahmemedium 1 verdichtet wird.

Andererseits läuft der reflektierte Lichtstrahl vom Aufnahmemedium 1 über die Kondensorlinse 2 und den Schwenkspiegel 4 zum LambdavierteIplättchen 5. Nachdem der Lichtstrahl durch dieses Lambdavi ertelplättchen 5 gelaufen ist, liegt seine Polarisationsebene ortho gonal zu der während seines Einfalls und nahezu der gesamte Lichtstrahl wird durch den Polarisationsstrahlenteiler 7 reflektiert und dringt über die Zylinderlinse 9 in den vierabschnittigen Fotodetektor 10 ein. In diesem Fall bildet das reflektierte Licht durch ein Abbildungsfehler erzeugendes optisches System aus dem Kollimatorobjektiv 6 und der Zylinderlinse 9 einen Lichtstrahl in Form einer Abbildungsfehlerverteilung auf dem Fotodetektor aus. Entsprechend kann die Scharfeinstellung des Flecks auf dem Aufnahmemedium 1 durch den Zustand seiner Verteilung erfaßt werden.

Die Figuren 2A, 2B und 2C zeigen die Beschaffenheiten der Lichtverteilung auf dem Fotodetektor 10 in verschiedenen Schärfeeinstellungen des Flecks, wobei Figur 2A die Lichtverteilung im Falle des zu weit vorne liegenden Brennpunkts zeigt. Figur 2B die Lichtverteilung im Falle des korrekten Brennpunkts zeigt, und Figur 2C die Lichtverteilung im Falle des zu weit hinten liegenden Brennpunkts zeigt.

Wenn die entsprechenden fotoelektrischen Elemente des vierabschnittigen Fotodetektors 10, wie in den Figuren 2A bis 2C dargestellt, A, B, C und 0 sind, kann der Ausgangswert von (A + C) minus (B + D) auf der Grundlage der von jedem Element erhaltenen Lichtstärke e r - faßt werden und dadurch, daß der Ausgangswert negativ.

Null oder positiv ist, kann herausgefiltert werden, ob es sich um die vordere Brennpunkt-EinsteL lung, die korrekte Brennpunkt-Einstellung oder die hintere Brennpunkt-Einstellung handelt. Durch Rücksendung dieses Ausgangswerts mittels eines elektrischen Verarbeitungssystems mit einer ausreichenden Verstärkung zu der Antriebsvorrichtung 3 kann eine Korrektur der Abstandsschwankungen zwischen der Kondensor Iinse und dem Aufnahmemedium 1, d.h., eine automatische SchärfeeinsteL-lung (Entfernungseinstellung) durchgeführt werden.

Die automatische Nachführungssteuerung (automatische Zielverfolgung) zur zweckmäßige Verfolgung der Signalspur auf dem Aufnahmemedium wird in folgender Weise durchgeführt.

Wie in Figur 2D dargestellt, ist der vierabschnittige Fotodetektor 10 derart' angeordnet, daß seine Teilungslinie längs der Richtung T-T¹ der durch die gestrichelte Linie dargestellten Spur läuft.

Wenn der kleine Fleck von der Signalspur wegen der Exzentrizität oder dergleichen des Aufnahmemediums 1, das ein rotierendes Teil ist, abweicht, tritt eine Schrägstellung der Lichtstärkeverteilung des Lichtstrahls auf, wie in Figur 2 D dargestellt, und entsprechend kann die Spurabweichung als Änderung des Ausgangswerts (A+D) minus (B+C) der von jedem lichtaufnehmenden Element aufgenommenen Lichtstärke erfaßt werden. Das diese Spur abweichung anzeigende Signal wird, wie im Falle der oben erwähnten automatischen Schärfeeinstellung, elektrisch verarbeitet und dann zur Antriebsvorrichtung 3 des Schwenkspiegels 4 zurückgesendet, wodurch eine automatische Nachführungssteuerung (automatische Ziel-

Verfolgung) möglich wird.

Bei der oben beschriebenen herkömmlichen automatischen EntfernungseinsteL lung und Zielverfolgung kann der Fleck auf dem Aufnahmemedium 1 durch Drehen des Schwenkspiegels 4 um θ , wie in Figur 3A gezeigt, um 2f Θ zur Seite bewegt werden, falls die Brennweite der Kondensorlinse 2 f ist. Wenn jedoch der reflektierte Lichtstrahl über die Kondensor Iinse 2, den Schwenkspiegel 4 und die Zylinderlinse .9 auf den vierabschnitt igen Fotodetektor 10 trifft, wird die optische Achse durch die oben erwähnte Seitenbewegung des Lichtflecks abgelenkt, und die Lichtverteilung auf dem Fotodetektor 10 bewegt sich von dem durch die strichpunktierte Linie dargestellten Kreis auf den durch die gestrichelte Linie dargestellten Kreis, wie in Figur 3B dargestellt.

Die dann auftretende Abweichung im Ausgangswerte (A+D) minus (B+C) ist sehr gering, wenn die Lichtvertei lung punktsymmetrisch ist und außerdem ist die Bewegung längs der Teilungslinie sehr klein, aber in Wirklichkeit ist das optische System ein System mit der Zylinderlinse 9 und deshalb wird weder die Bewegung noch die Form der Li chtvertei lung so ideal. Entsprechend muß die durch den oben erwähnten Zielverfolgungsvorgang bewirkte Lichtstrahlbewegung in einem Ausmaß gehalten werden, in dem sie keinen Einfluß auf das Schärfesignal ausübt, und daraus resultiert das Problem, daß der Bereich der Nachführungssteuerung begrenzt ist.

Wenn beim oben beschriebenen herkömmlichen optischen Kopf der Schwenkspiegel 4 schwenkt, um Zielverfolgung zu bewirken, gibt es den Nachteil, daß das Schärfesignal ebenso beeinflußt wird und genaue automatische Schärfeeinstellung schwierig wird, und den Nachteil, daß die Ausrichtung des vierabschnittigen Fotodetektors 10 und der Zylinderlinse 9 in Richtung der Ziellinie

genau durchgeführt werden muß und dadurch viel Zeit zum Zusammenbau des optischen Kopfs gebraucht wird und die Herstellungskosten ansteigen.

Als herkömmliches Verfahren zur Ausschaltung solcher Nachteile wurde beispielsweise das Foucaull'sehe Schneidenverfahren vorgeschlagen, bei dem ein Fokussierungssignal erhalten wird und der Fotodetektor in einer konjugierten Stellung mit der Lichtquelle (die mit 11 be-

IQ zeichnete Stellung in Figur 3A) angeordnet ist, um das Problem zu lösen, daß der Lichtstrahl während der Zielverfolgung abgelenkt wird, aber bei der Schärfeerfassung durch dieses Verfahren wird der Lichtstrahl durch die Schneide im optischen Weg unterbrochen, und das

2g führt zu dem Nachteil, daß ein Verlust der Lichtmenge auftritt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die dem oben beschriebenen herkömmlichen optischen Kopf

2Q eigenen Nachteile auszuschalten und einen neuen optischen Kopf zu schaffen, bei dem der Einfluß des Zielverfolgungsvorgangs auf die automatische Entfernungseinstellung (automatische Schärfeeinstellung) ausgeschaltet werden kann und dessen Herstellungskosten durch

2g Vereinfachung der optischen Anlage verringert werden können.

Beim erfindungsgemäßen optischen Kopf wird das durch eine Kondensor Iinse verdichtete Licht auf ein Aufnahme-

„Q medium gegeben, wobei der vom Aufnahmemedium reflektierte oder durch das Aufnahmemedium übertragene Lichtstrahl durch einen Lichtteiler in einen ersten Lichtstrahl und einen zweiten Li chtstrah I aufgeteilt wird; der erste Lichtstrahl und der zweite Lichtstrahl werden

„,. durch Fotodetektoren aufgenommen, die von den Fotodetektoren ausgehenden Signale werden verarbeitet, wobei

ein MeLdesignaL, ein FokussierungssignaL und ein Zielverfolgungssignal erzeugt werden können. Der LichtteiLer hat einen ersten Abschnitt zum Richten des im Teiler eintreffenden Lichtstrahls in eine erste Richtung und einen zweiten Abschnitt zum Richten des im Teiler eintreffenden Lichtstrahls in eine zweite Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet. Die Formen und Abmessungen dieser Abschnitte werden immer konstant gehalten. Der Einfluß der Zielverfolgungsoperation auf die automatische Schärfeeinstellung wird ausgeschaltet, indem dem ersten und zweiten Abschnitt eine derartige Form gegeben wird, daß keine Änderungen in den in die erste und in die zweite Richtung laufenden Lichtmengen auftreten, selbst dann nicht, wenn die Stellung des im Lichtteiler eintreffenden Lichtstrahls durch die Zielverfolgung abgelenkt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Figur 1 die Anordnung der optischen

Anlage des herkömmlichen optischen Kopfs.

Figur 2A bis 2D den vierabschnittigen Fotodetektor des herkömmlichen optischen Kopfs und die Zu stände der LichtverteiIung

auf seiner licht empfangenden Oberflache.

Figur 3A und 3B das Stadium der Lichtstrahlbewegung durch Korrektur der

ZieLverfο Igung beim herkömmlichen optischen Kopf.

Figur 4 A bis 4D ein Ausführungsbeispiel des ° erfindungsgemäßen optischen

Kopfs.

Figur 5A bis 5C den Zustand der Lichtverteilung der Zielabweichung im in Figur 4 dargestellten Foto

detektor .

Figur 6 die Bewegung des Lichtstrahls

im in Figur 4 dargestellten Lichtteiler.

Figur 7A bis 7C ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Kopfs.
20

Figur 8 ein Beispiel für das elektrische Verarbeitungssystem zur Erzeugung verschiedener Signale durch den erfinduhgsgemäßen optischen Kopf.

Figur 9A bis 9C,

1OA und 1OB das Aufnahme- und Wiedergabeprinzip eines optomagnetischen Aufnahmemediums.

Figur 11A bis 110

und 12A bis 12C ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Kopfs.

Figur 13A bis 13C eine Ausbildung des durch

den in Figur 12 dargesteLLten optischen Kopf erzeugten

S i gna L s .

Figur 14 ein anderes Beispiel, für das

elektrische Verarbeitungssystem zur Erzeugung unterschiedlicher Signale durch den erfindungsgemäßen opti

schen Kopf.

Figur 15A bis 15D unterschiedliche Anordnungen

von I ichtspa Itenden Elementen, die in dem erfindungsgemäs-

sen optischen Kopf angewendet werden.

Figur 4A zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Kopfes. Ein von einer Lichtquelle 12, beispielweise einem Halbleiterlaser, ausgesendeter Lichtstrahl wird durch einen Polarisationsstrahlenteiler 13 reflektiert und durchläuft ein Lambdavierte I-plättchen 14, wonach er durch eine Kondensor Iinse 15 zu einem sehr kleinen Fleck auf dem Aufnahmemedium 16 verdichtet wird.

Der von dem Aufnahmemedium 16 reflektierte Lichtstrahl durchquert wiederum die Kondensor Iinse 15, das Lambdaviertelplättchen 14 und den Polarisationsstrahlenteiler 13 und wird durch einen Lichtteiler 22 in zwei Lichtstrahlen aufgeteilt, wonach die beiden Lichtstrahlen auf zweiabschnittige Fotodetektoren 23 und 24 treffen.

Die Beziehung zwischen der Polarisationsebene des Lichtstrahls und dem Polarisationsstrahlenteiler 13 sowie

* dem LambdavierteLplattchen 4 ist dieselbe wie im Falle des herkömmlichen optischen Kopfs aus Figur 1.

Der Lichtteiler 22, wie in Figur 4B dargestellt, beinhaltet einen Li cht st rah I ref lex i.onsabschni 11 19 und Lichtstrahlübertragungsabschnitte 18, 18'. In Figur 4B bezeichnet das Referenzzeichen 20 die Lichtstrahlverteilung auf dem Lichtteiler 22.

t)_er Ref e Ix ionsabschni tt 19 ist nicht notwendigerweise ein Totalreflexionsspiegel und kann auch durch die Übertragungsabschnitte 18, 18' ersetzt werden; wie aus der folgenden Beschreibung hervorgeht, kann ähnliche betriebliche Wirkung durch Ersatz des Reflexionsab- Schnitts 19 durch die Übertragungsabschnitte 18, 18' erzielt werden. Außerdem bezeichnet in Figur 4B der Pfeil T-T¹ die Richtung der Signalspur des Auf-nahmemedi ums 16.

Die Beziehungen zwischen den Lichtstrahlverteilungen auf den zweiabschnittigen Fotodetektoren 23, 24 und der Teilungs Iinie. und der Richtung der Signalspur sind in den Figuren 4C und 40 dargestellt.

Das heißt, die LichtstärkeverteiLung auf einem zweiabschnittigen Detektor 23 ist in der Form eines bogenartigen vertikal geteilten Teilkreises ausgebildet, wie in Figur '4C dargestellt, weil dieses Licht durch die Übertragungsabschnitte 18 und 18' des Lichtteilers 22 übertragen wurde. Die TeiLungs Iinie 21 ist angeordnet wie dargestellt, die LichtverteiLung erstreckt sich über die Licht empfangenden Elemente A und B, und außerdem ist die Teilungslinie in einer Richtung deckend mit der Richtung T-T¹ der Signalspur angeordnet.

Die Lichtverteilung auf dem anderen zweiabschnittigen Detektor 24 weist einen kapseLartigen Querschnitt auf, wie in Figur AD gezeigt, weil dieses Licht das vom RefLexionsabschnitt 19 des Lichtteilers 22 reflektierte Licht ist, und die Beziehung zwischen der Teilungs Iinie 21 und der Richtung T-T¹ der Signalspur dieselbe ist wie in dem oben beschriebenen Fall von Figur 4 C.

Wenn die Oberfläche des Aufnahmemediums 16 in der Brennweite der Kondensor Iinse 15 liegt, erreicht der von der Lichtquelle 12 ausgesendete Lichtstrahl die zweiabschnittigen Fotodetektoren 23 und 24 durch das Aufnahmemedium 16, wie durch die durchgezogenen Linien in Figur 4A dargestellt.

Während dieses Zustands stellt sich die Lichtverteilung auf dem Fotodetektor wie in Figur 4B dargestellt dar, und der Wert (A+B) minus (C+D) wird auf der Grundlage der von den lichtempfangenden Elementen A, B und C, D der Fotodetektoren 23 und 24 ausgehenden elektrischen Signale jeweils eingestellt, und die Ausgangssignale dieser Elemente können in der Signalstärke des obigen Zustands wiedergegeben werden.

Wenn das Aufnahmemedium 16 wegen der Oberflächenvibration oder dergleichen in eine durch das Referenzzeichen 16' in Figur 4A bezeichnete Stellung versetzt wird, verläuft der reflektierte Lichtstrahl in der durch die gestrichelte Linie dargestellten Weise, und die Licht-

OQ menge auf einem Detektor 23 nimmt ab, während die Lichtmenge auf dem anderen Detektor 24 ansteigt. Entsprechend sinkt der Ausgangswert (A+B) minus (C+D). Andererseits, wenn das Aufnahmemedium 16 in die zu der durch das Referenzzeichen 16' bezeichneten Stellung entgegengesetzte

ο,- Stellung versetzt wird, steigt der Ausgangswert (A + B)

minus (C+0) an. Auf diese Art und Weise wird ein Signal für eine fehlerhafte Schärfeneinstellung erzielt und die Brennweiteneinstellung kann erfaßt werden.

° Nun wird auf die Figuren 5 und 6 Bezug genommen, um die Operation der Erfassung eines Signals zur Korrektur der Abweichungen des Lichtflecks von der Signalspur, d.h., eines Zielverfolgungssignals, zu beschreiben, die durch den optischen Kopf, der in Zusammenhang mit den Figuren 4A bis 4 D beschrieben wurde, durchgeführt wi rd.

In Figur 5A, 5B und 5C werden die zwei abschni tt i gen Fotodetektoren 23 und 24, die Lichtverteilungen auf diesen Detektoren und die relativen räumlichen Beziehungen zwischen dem Lichtfleck und der Signalspur auf dem Aufnahmemedium von oben gezeigt.

Das heißt. Figur 5A zeigt einen Fall, bei dem der Fleck auf der Signalspur bleibt. Figur 5B zeigt einen Fall, bei dem der Fleck nach links abweicht, und Figur 5C zeigt einen Fall> bei dem der Fleck nach rechts abweicht; in Übereinstimmung mit den jeweiligen Fällen entsteht eine l_i chtstärkeverteilung, wie sie durch die Lichtstärkeverteilung auf dem Detektor im mittleren Bereich von Figur 5 dargestellt ist.

Wie aus dem in Figur 5 dargestellten Zustand hervorgeht, erzeugt entsprechend der Ausgangswert (A+C) minus (B + D), der in Übereinstimmung mit den von den Licht empfangenden Elementen A, B, C und D der zweiabschnitti -gen Fotodetektoren 23 und 24 erzeugt wird, ein Spurerfassungssignal, und der Spurfehler kann durch Änderung des Ausgangswerts erfaßt werden.

* Entsprechend dem in Figur 4 und 5 beschriebenen AusführungsbeispieL der Erfindung ist die reflektierende Oberfläche des Lichtteilers 22 in Form von Streifen ausgebildet, wie in Figur 4 B gezeigt, und deren Rich tung ist rechtwinklig zu der Richtung der Spur und des halb wird die folgende Wirkung erreicht.

Wenn die Zielverfolgung durchgeführt wird, während die Kondensor Iinse 15 durch das Zielverfolgungssignal in einer zur Spur orthogonalen Richtung verschoben wird, erscheint die Bewegung des Lichtstrahls auf dem Fotodetektor 22, aber selbst wenn der Lichtstrahl von der durch die durchgezogene Linie dargestellten Stellung zu der durch die gestrichelte Linie dargestellten Stel lung wandert, wie in Figur 6 gezeigt, kann jede Ände rung in den Lichtstärken des den Fotodetektoren 23 und 24 zugeteilten Lichts verhindert werden, indem die. Richtung der die reflektierenden Oberflächen 19 bildenden Streifen (die Richtung rechtwinklig zur Richtung T-T¹ der Signalspur), die Richtung T-T¹ der Signalspur und die Richtung der Korrektur der Stellung der Kondensorlinse 15 (parallel zur optischen Achse) zurück in die Wechselbeziehungen gestellt werden, wie sie in dem oben beschriebenen A us führungsbeispiel sind.

Die Bewegung des Lichtstrahls auf den Fotodetektoren 23 und 24 beeinflußt das Schärfesignal in keiner Weise, solange der Lichtstrahl aus dem Licht empfangenden Abschnitt austritt.

In Figur 4B wurde eine reflektierende Oberfläche 19 in Form von sich in orthogonaler Richtung zur Richtung der Spur ausdehnender Streifen gemacht, aber die Form der reflektierenden Oberfläche auf dem Lichtteiler 22 kann jede Form haben, die keine irgendwie gearteten

Änderungen in der Lichtstärke des durch den Lichtteiler in zwei Lichtstrahlen aufgeteilten Lichtstrahls bewirkt, selbst dann nicht, wenn die Stellung des Strahls durch die Zielverfolgung verändert wird.

Entsprechend dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Aufbau eines optischen Kopfs erhalten, bei dem sowohl die automatische Schärfeeinstellung (automatische Entfernungseinstellung) und die automatische Zielverfolgungseinrichtung (automatische Zielverfolgung) genau und einfach durchgeführt werden können.

Betreffs des oben erwähnten Scha rfeeinstellungssignals wurde ein ähnliches Erfassungsverfahren in der japa nischen Patentveröffentlichung.43 302/1978 beschrieben; dieses Verfahren erfaßt den Zustand, bei dem sich das Objekt im Brennpunkt befindet, wenn der Unterschied zwischen den Lichtmengen, die in Richtung auf die beiden Fotodetektoren wandern. Null ist, und erfaßt den Schär fenfehler in dem anderen Fall. Entsprechend der bekann ten Technik wird die Lichtmenge gleich auf die zwei Fotodetektoren verteilt, und deshalb ist das Flächenverhältnis zwischen dem Reflexionsabschnitt und dem nicht reflektierenden Abschnitt des Lichtteilers klein, woraus sich eine schwierige Herstellung für den Lichtteiler ergibt. Bei dieser bekannten Technik wird keine Zielverfolgungssi gna lerfassung durchgeführt und nur eine Lehre für die Erfassung des Schärfesignals gegeben.

oQ Figur 7A bis 7C zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optischen Kopfs. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind ein Polarisationsstrahlenteiler 31, ein LambdavierteIplättchen 32 und ein Lichtteiler (lichtteilendes Element) 35 einstückig mitein-

gg ander ausgebildet, was zu einem für die Kompaktheit

des optischen Kopfes sehr vorteilhaften Aufbau führt.

Das heißt, der Lichtstrahl aus einer Lichtquelle 30 wird durch den Polarisationsstrahlenteiler 31 reflektiert und durchquert das LambdavierteIpIättchen 32, wonach er durch eine Kondensor Iinse 33 zu einem sehr kleinen Fleck auf einem Aufnahmemedium 34 verdichtet wird. Der von dem Aufnahmemedium reflektierte Lichtstrahl durchquert wiederum die Kondensor Iinse 33 und das Lambdavier te IpIättchen 32 und weiterhin den Polarisationsstrahlenteiler 31. Das I ichtteiI ende Element 35, beispielsweise ein Prisma, ist auf der ausgangsseitigen Endfläche des Polarisationsstrahlenteilers 31 angeordnet, und ein Teil des Lichtstrahls ändert seine St rah Irichtung, und der Rest des Lichtstrahls wandert in der ursprünglichen Strahlrichtung weiter; beide diese Lichtstrahlen treffen" auf einen eins.tückig ausgebildeten Fotodetektor (vierabschnittiger Fotodetektor) 36.

Der vierabschnittige Fotodetektor 36, wie in Figur 7C

dargestellt, beinhaltet vier lichtempfangende Oberflächen (lichtempfangende Elemente) A, B, C und D und ist durch eine vertikale Teilungslinie in Richtung T-T¹ der Spur und eine horizontale Teilungs Iinie viergeteilt. Der Lichtteiler 35 hat einen Übertragungsabschnitt und einen Reflexionsabschnitt ähnlich dem in dem Ausführungsbeispiel aus Fi g u r AB, und entsprechend ist die relative räumliche Anordnung der Lichtst rah Lvertei lung

ο« (der durch Schraffierung gekennzeichnete Abschnitt) auf dem Fotodetektor 36 zu jeder Teilungs Iinie wie dargestellt .

Entsprechend dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsgc beispiel wird dort eine Wirkung ähnlich der Wirkung

des AusführungsbeispieLs der Figuren 4 und 5 erzielt, und zusätzlich wird die Wirkung erzielt, daß der optische Kopf sehr kompakt hergestellt werden kann, da der Polarisationsstrahlenteiler 31, das Lambdaviertelplättchen 32 und der Lichtteiler 35 einstückig ausgebildet sind, wie in Figur 7B gezeigt, und der Fotodetektor 36, der den zwei zwei abschnittigen Fotodetektoren 23 und 24 in Figur 4A entspricht, von einem einzigen vierabschnitt i gen Fotodetektor gebildet wird.
10

Im folgenden wird unter Bezug auf Figur 8 ein Beispiel für das elektrische Verarbeitungssystem zur Erzielung des Meldesignals, des Signals für die automatische Schärfeeinstellung und des Signals für die automatische Zielverfolgung in jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschrieben.

In Figur 8 werden die an den lichtempfangenden Elementen A, B, C und D erhaltenen elektrischen Signale in folgender Weise weiterverarbeitet, wodurch das Meldesignal, das Signal für die automatische Schärfeneinstellung und das. Signal für die automatische Zielverfolgung erzeugt werden.

Das heißt, das Meldesignal S wird als Hochfrequenzkomponente erzeugt, indem die Signale (A+B) und (C+D) durch einen zusatz Iichen Verstärker 40 verstärkt werden und einen Diskriminator.41 durchlaufen.

Das Signal für die automatische Schärfeeinstellung AF wird erzeugt, indem der Unterschied zwischen den Signalen (A+B) und (C+D) durch einen Eingangsdifferenzverstärker 42 aufgenommen wird und indem es durch ein Signal mit niederfrequenter Komponente, das den Diskriminator 41 durchquert, in einem Teiler 43 aufgeteilt wird.

Das Signal zur automatischen ZieL ve rf οLgung AT wird als Signal, erzeugt, das sich durch die Aufnahme des Unterschieds zwischen den Signalen (A+D) und (B+C) durch einen Eingangsdifferenzverstärker 44 ergibt, und indem es durch ein Signal mit niederfrequenter Komponente, das durch den Diskriminator 41 läuft, in einem Teiler 45 aufgeteilt wird.

Bei dem elektrischen Verarbeitungssystem zur Erzeugung der oben beschriebenen Signale werden nahezu alle Störungskomponenten, die sich aus einer Schwankung der ■Lichtstärke des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts oder aus einer Unregelmäßigkeit der Reflexion des Aufnahmemediums ergeben, in der niederfrequenten Komponente, die durch den Diskriminator 41 läuft, enthalten.

Auf diese Art und Weise kann die in dem Signal f.ür die automatische Schärfeeinstellung AF und in dem Signal für die automatische Zielverfolgung AT enthaltene Störkomponente beseitigt werden, indem sie durch die niederfrequente Komponente in den Teilern 43 und 45 geteilt wi rd.

Als ein Verfahren zur Bewirkung ,der Verarbeitung ohne Beeinflussung der Teilungen in den Teilern 43 und 45 ist es möglich, die Lichtteilung in eine gleiche Lichtmenge in dem Fall der automatischen Schärfeeinstellung zurückzustellen und die Lichtverteilung in Figur 7C in Bezug auf die vertikale Teilungslinie im Falle der automatischen Zielverfolgung beidseitig symmetrisch zu machen.

Außerdem kann das Signal zur Zielverfolgung AT auch nur durch (A-B) oder (D-C) erzeugt werden.

Im folgenden wird ein Fall beschrieben, in dem ein optomagnetisches Aufnahmemedium, beispielsweise MnBi, GdTbFe, TbFe, TbDyFe, HnCuBi oder GdTbFeCo, als Aufnahmemedium benutzt wird. Die Figuren 9 und 10 sind Dar- Stellungen der Aufnahme und der Wiedergabe des optomagnetischen Aufnahmemediums.

In Figur 9A bewirkt ein durch eine Kondensor I inse 60 auf einem Aufnahmekörper 62 verdichteter Lichtstrahl 61, daß die Temperatur eines Teils des Aufnahmekörpers 62 ansteigt. Zu dieser Zeit schwankt die Koerzitivkraft des optomagnetisehen Aufnahmekörpers entsprechend der Temperatur, wie in Figur 9B gezeigt. Das heißt, wie aus der Kurve in Figur 9B hervorgeht, bei der die Ab szisse die Temperatur D und die Ordinate die Koerzitiv kraft des optomagnetischen Aufnahmekörpers darstellt, daß die Koerzitivkraft mit dem Temperaturanstieg des Aufnahmekörpers sinkt · und daß die Koerzitivkraft Hc mit der Curie'schen Temperatur Tc Null wird.

Wenn die Temperatur des Aufnahmekörpers auf die Temperatur Tq ansteigt und die Koerzitivkraft Hq
wird, wird, falls die Stärke der umfließenden magnetischen Stromschleife, die durch die gestrichelten Linien in Figur 9A dargestellt ist, oder des magnetischen Felds He, das von außen aufgegeben wird, größe'r als die Koerzitivkraft Hq wird, die Richtung des Magnetfelds im magnetischen Bereich, der ursprünglich ein, wie in Figur .9C gezeigt, nach oben gerichtetes Magnetfeld hatte, nach unten umgekehrt.

Entsprechend können Informationssignale auf dem Aufnahmekörper
(Aufnahmemedium) durch vertikale Ausrichtung des Magnetfelds in jedem magnetischen Abschnitt aufgegeben werden.

Andererseits kann die Wiedergabe der gespeicherten Information durch Benutzung des magnetooptischen Effekts bekannt als Kerreffekt oder Faradayeffekt - erreicht werden.

Der Kerreffekt wird nun unter Bezugnahme auf Figur 1OA beschri eben.

Der Kerreffekt ist ein Phänomen, das auftritt, wenn ein Lichtstrahl von einem magnetischen Medium reflektiert wird, und die Polarisationsebene 63 während des Einfalls des Lichtstrahls um die Winkel θ k und
-Gk gedreht wird, die durch die Referenzzeichen 64 und 65 in Figur 10A dargestellt sind. Die Richtung der Drehung dieser Polarisationsebene läuft bezüglich des magnetischen Abschnitts nach oben oder nach unten, oder
in anderen Worten, nach rechts oder links. Entsprechend kann durch Einsatz einer Polarisationsscheibe in den reflektierten Lichtstrahl die Drehung der Polarisationsebene als Schwankung in der Lichtstärke aufgefaßt werden.

Wenn also die Richtung der Übertragungsachse der Polarisationsscheibe um einen Winkel ^f aus der Polarisationsebene des einfallenden Lichtstrahls geneigt wird, wie durch das Referenzzeichen 66 in Figur 1OB angezeigt ist, wird die in diesem Fall erzeugte Lichtmengenschwankung I._ durch die folgende Gleichung (1) gegeben und

A C

es wird ein Signal in einer dem Winkel θ k entsprechenden Stärke erzeugt.

I^cCcos² (y-0k) - cos² {f+ 9k)

» sin 2/sin 29k (D

Entsprechend kann die Aufnahme des Signals durch eine dem Signal entsprechende He 11 -Dunkel-Modu I ati on durchgeführt werden, die Wiedergabe des Signals kann durch Aufgabe einer vorbestimmten Lichtmenge (einer Lichtmenge, die unterhalb der Empfindlichkeit des Aufnahmekörpers liegt) auf das Aufnahmemedium und durch Erfassung des davon reflektierten Lichtes durchgeführt werden .

Figur 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel des optischen Kopfes, bei dem ein optomagnetisches Aufnahmemedium als Aufnahmemedium benutzt wird. Der grundsätzliche Aufbau dieses Ausführungsbeispiels ist derselbe wie bei der in Figur 4 gezeigten Ausführung des optischen Kopfes. In Figur 11 bezeichnen entsprechende Referenzzeichen dieselben Elemente wie in Figur 4, außerdem werden solche Elemente hier nicht mehr beschrieben. Die Unterschiede im Aufbau zwischen dem in Figur 11 dargestellten optischen Kopf und der in Figur 4 dargestellten Ausbildung des optischen Kopfes liegen darin, daß das LambdavierteIplättchen 14 bei dem optischen Kopf aus Figur 11 nicht notwendig ist und daß zwischen dem Lichtteiler 22 und den zugeordneten zweiabschnittigen Fotodetektoren 23, 24 Polarisationsscheiben 70 und 71 angeordnet sind.

Figur 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des optischen Kopfes, bei dem ein optomagnetisches Aufnahmemedium als Aufnahmemedium benutzt wird. Der grundsätzliehe Aufbau dieses Ausführungsbeispiels ist derselbe wie der Aufbau des optischen Kopfes in Figur 7. In Figur 12 bezeichnen entsprechende Referenzzeichen dieselben Elemente wie in Figur 7, außerdem werden solche Elemente hier nicht mehr beschrieben.

Die Unterschiede zwischen dem Aufbau des in Figur 12 dargestellten optischen Kopfes und dem Aufbau des in Figur 7 dargestellten optischen Kopfes liegen darin, daß das Lambdaviertelplättchen 32 in dem optischen Kopf aus Figur 12 nicht notwendig ist und daß in dem optischen Kopf aus Figur 12 vor dem vierabschnittigen Fotodetektor 36 Polarisationsscheiben 75 und 76 angeordnet sind. In den optischen Köpfen aus Figur 11 und 12 ist es möglich, ein Fokussierungs- und ein Spurverfolgungssignal in einer der Signalverarbeitung im oben beschriebenen optischen Kopf ähnlichen Weise zu erzeugen; die Art und Weise, mit der Schärfeeinstellung und Spurverfolgung höherer Genauigkeit durch wirksame Nutzung der in Figur 11 und 12 gezeigten Ausbildungen des optischen Kopfes bewirkt werden, wird im weiteren anhand des in Figur 12 dargestellten optischen Kopfes beschrieben. In diesem Fall sind die Polarisationsscheiben 75 und 76 derart angeordnet, daß ihre Überträgungsachsen der Stellung eines in Figur 1OB dargestellten Winkels )P und der Stellung des Winkels (90°-^ ) entsprechen.

Das Signal, das erzeugt wird, wenn die Übertragungsachse der einen Polarisationsscheibe 75 wie oben b e schrieben im Winkel )f angeordnet ist, wird durch die folgende Gleichung gegeben, wobei die Schrägkomponente ebenfalls in Betracht gezogen wird:

₀os²y +cos²(y-9k)-cos²(i/>+Qk)]
I₀[I + I _cos 2Jf + sin 2<f sin 29k] (2)

Außerdem wird das Signal, das erhalten wird, wenn die Übertragungsachse der anderen Polarisationsscheibe 76 in dem Winkel (90 -^P ) angeordnet ist, durch die folgende Gleichung (3) gegeben, wobei die Schrägkomponen- te in Betracht gezogen ist:

= I ·₀[~ - icos 2f- sin 2f sin 2GkJ (3)

In den obigen Gleichungen bedeuten I_Q und I'_Q die Lichtmengen, nachdem der Lichtstrahl geteilt ist.

Wenn die Verstärkungen bei der Signalerzeugung durch fotoelektrische Wandlung dieser Lichtmengen G und G¹ sind, ergeben sich· die für die Lichtmengen erzeugten elektrischen Signale V75 und V76 durch die folgen- den Gleichungen (4) und (5):

V-C-I-C-G=I_nG-[^ + -5· cos 2f+ sin 2<f sin 2GkJ (4)

/3/0 \J ^ *m *L +

^Γ76^βΙ76 ^G -¹ 0^G

V^-I-^-G'-I-^G¹ I =:-- cos 2f - sin 2>j> sin 2GkJ... (5)

Wenn Q k zeitabhängig ist, ergeben sich die durch die Gleichungen (4) und C5) gegebenen elektrischen Signale V₇₅ und V₇₆ zu den in Figur 13A und 13B dargestellten Graphen. Bei diesen Graphen stellt die Abszisse die Zeit und die Ordinate die Spannungswerte der elektrischen Signale V₇₅ und V₇, dar.

In Figur 13A entspricht die Amplitude a dem Wert I_nGsIn 2^s? sin 2 © k und die Schrägkomponente b entspricht dem Wert I_nGd/2 + 1/2cos 2 Ϋ ) . Entsprechend entspricht in Figur 13B die Amplitude a' dem Wert I' G'sin 2 )P sin 29k und die Schrägkomponente b¹ dem Wert I' G'd/2-1/2 cos 2f).

Es sollte bemerkt werden, daß in den Gleichungen (4) und (5) das positive und das negative Maximum der Signalamplitude umgekehrt sind. Der Unterschied V zwischen diesen Signalen kann durch die folgende Gleichung (6) erhaI ten werden:

V-V -V " - Ϊ I_G-I'„G'Ι+ί cos

, _ 75 76 2
15

[l_QG + I'qG¹] sin 2^sXn 29k (6)

schieds V zwischen diesen Signalen wie folgt:

Wenn I_nG = I'_nG' und j = 45 ist, ergibt sich der Unter-

V- 2I_QG sin 2Gk (7)

Entsprechend der durch die Gleichung (7) gegebenen Differenz V zwischen den Signalen gibt es hier keine Schrägkomponente; weiterhin existiert hier nur eine Signalkomponente, bei der eine SignaI amp Iitude erzeugt wird, die doppelt so groß ist wie die sich aus der Gleichung (4) oder (5) ergebende; dieser Fall ist graphisch in Figur 13C dargestellt.

Wenn die Schrägkomponente derart ausgeschaltet wird, kann der Einfluß, der auf das elektrische Signal durch eine Stör komponente ausgeübt wird, die bei der Polarisation nicht betroffen ist, beispielsweise eine Unre- gelmäßigkeit des Reflexionsfaktors des Aufnahmekörpers und eine Schwankung in der Lichtmenge der Lichtquelle, entsprechend ausgeschaltet werden, wodurch eine in S/N excellente Signalwiedergabe ausgeführt werden kann.

Unter Bezugnahme auf Figur 14 wird nun ein elektrisches Verarbeitungssystem zur Erzeugung eines Meldesignales S, eines automatischen Fokussierungssignales AF und eines automatischen ZieLverfolgungssignales AT auf der Grundlage der Verarbeitung eines solchen HeIdesignales beschrieben. Das heißt, die von den licht empfangenden Elementen A, B, C und D erzeugten elektrischen Signale werden auf folgende Weise verarbeitet.

Um das Meldesignal S zu erzeugen, .wird ein Signal A + B mit einer geeigneten Verstärkung durch einen Verstärker 80 verstärkt, und ein Signal C + D wird mit einer geeigneten Verstärkung durch einen Verstärker 81 verstärkt, und diese Signale sind die Eingangssignale eines OifferenziaIverstärkers 82; der Unterschied zwisehen ihnen wird aufgenommen, wonach der gemeinsame Signalanteil durch einen Diskriminator 83 herausgenommen wird, wodurch das Meldesignal S erzeugt wird.

Um das automatische Fokussierungssignal AF zu erzeugen, OQ wird das durch den Differenzialverstärker 82 erzielte Differenzsignal auf den Diskriminator 83 gerichtet, und eine niederfrequente Komponente wird durch den Diskriminator ausgenommen, wodurch das automatische FokussierungssignaI AF erzeugt wird. Unter Beachtung der gc Oberflächengenauigkeit und der Oberflächenvibration

■ι des Aufnahmekörpers wird dieses automatische FokussierungssignaL AF durch WahL eines Frequenzantei Ls von normalerweise 2 KHz oder weniger erzeugt.

c Um das automatische ZieLverfoLgungssignaL AT zu erzeugen, werden, wenn ein Signalmuster auf der Lichtempfangenden Oberfläche des Fotodetektors abgebildet wird, die Lichtverteilungen auf den Oberflächen der lichtempfangenden Elemente A, B und der Lichtempfangenden -_n Elemente C , D in ihrem HelL-Dunkel-Sinn umgekehrt; deshalb wird die Differenz zwischen den Signalen (A+C) und (B+D) durch den Differenzialverstärker 84 aufgenommen, wodurch das automatische ZieLverfοLgungssigna I erzeugt wird. Die Anordnung zur Abbildung des Signal-

_n_ musters auf der lichtempfangenden Oberfläche des Foto-ο

detektors wird so angenommen, daß der auf die Oberfläche des Aufnahmemediums auftreffende Lichtstrahl keine. Beugungserscheinungen verursacht, d.h., für einen Fall, bei der ein optomagnetisches Aufnahmemedium auf einer

Spur ohne Vertiefung vorgesehen ist. Für einen Fall, 20

bei dem der auf die Oberfläche des Aufnahmemediums auftreffende Lichtstrahl keine Beugungserscheinung hervorruft, kann das Zielverfolgungssignal bei der Stellung des Fernfeldes nicht erzeugt werden, bei der die Fotodetektoren 23 und 24 im Abstand zu den abgebildeten

Punkten 72 und 73 des Lichtstrahls stehen, wie beispielsweise in Figur 11 dargestellt. In einem solchen Fall können die Fotodetektoren 23 und 24 an den abgebildeten Punken 72 und 73 des Lichtstrahls angeordnet werden, um irgendeine Schwankung in der Lichtstärkever-

teilung zu erfassen, wodurch das ZieIverfοIgungssigna I erzeugt werden kann.

Wenn auf dem vorrückenden Aufnahmekörper Vertiefungen vorgesehen sind und Aufnahme und Wiedergabe längs

dieser Vertiefungen durchgeführt werden, wird gebeugtes Licht erzeugt, auch wenn ein optomagnetisches Aufnahmemedium benutzt wird; wie oben beschrieben, wird der Ausgangswert (A+C) minus (B+D) erfaßt und das Ziel verfοLgungssignaL kann erzeugt werden.

Der einstückige Aufbau des Polarisationsstrahlentei-Lers 31 und des Lichtteilers 35 - dargestellt in Figur 7 und 12 - kann durch irgendeine der verschiedenen in den Figuren 15A bis 15D dargestellten Ausbildungen realisiert werden.

In Figur 15A ist ein Reflexionsspiegel 51 auf einem Abschnitt einer Oberfläche 52 des Polarisationsstrahlenteilers 50 vorgesehen und durch diesen Reflexions spiegel 51 wird die Lichtteilung bewirkt.

Figur 15B zeigt einen Fall, bei dem ein gelötetes Beugungsgitter 53 auf einer Oberfläche 52 des Polarisationsstrahlenteilers 50 angeordnet ist und die Licht teilung durch Benutzung der Beugungswirkung durchgeführt w i r d .

Figur 15C zeigt einen Fall, bei dem ein holographisches Teilungselement 54 auf einer Oberfläche 52 des Polarisationsstrahlenteilers 50 angeordnet ist und durch dieses die Lichtteilung bewirkt wird. Bei diesem Fall ist ein feinnetziges Beugungsgitter 55 auf der Endfläche des Lichtteilers 54 vorgesehen, um den Beugungswinkel des gebeugten Lichts ausreichend groß festzusetzen, wodurch Totalreflexion auf der Grenzfläche zwischen dem Teiler 54 und der Luft erzeugt werden kann und das gebeugte Licht dazu gebracht werden kann, aus der Endfläche des Teilers hervorzutreten.

Figur 15D zeigt einen FaLl, bei dem ein Element 56 mit Kondensorfunktion, beispielsweise eine Halblinse oder eine Fresnel'sche Halblinse, auf einer Oberfläche 52 des Polarisationsstrahlenteilers 50 angeordnet ist und die Lichtteilung durch dieses Element bewirkt wird.

Etwa dieselben betrieblichen Wirkungen wie die der Ausführungsbeispiele aus Figur 7 und 12 können durch eine der in den Figuren 15A bis 15 D dargestellten Ausbildüngen erreicht werden.

Bei dem erfindungsgemäßen optischen System nach Figur 7A kann ein Aufbau benutzt werden, bei dem ein Kollimatorobjektiv zwischen der Lichtquelle 30 und dem PoIarisationsstrah I enteiIer 31 zur Kollimierung des divergierenden Lichts aus der Lichtquelle 30 und eine Kondensorlinse zwischen dem Polarisationsstrahlenteiler 31 und dem Fotodetektor 36 angeordnet sind, oder ein Aufbau, bei dem ein KoLLimatorobjektiν zwischen dem LambdavierteIpLättchen 32 und der Kondensorlinse 33 angeordnet ist, wodurch eine der des in Figur 7 dargestelLten Ausführungsbeispiels ähnliche Wirkung auch durch diese Anordnungen erzielt werden kann.

Bei der Anordnung des in Figur 12 dargestellten Ausführungsbeispiels kann durch eine Anordnung, bei der ein Kollimatorobjektiv zwischen der Lichtquelle 30 und dem Po larisationsstrahLenteiL er 31 zur Kollimierung des divergierenden Lichts aus der Lichtquelle 30 und eine Kondensor I inse zwischen dem Po IarisationsstrahLenteiler 31 und dem Fotodetektor 36 angeordnet sind, oder durch eine Anordnung, bei der ein Kollimatorobjektiv zwischen dem Polarisationsstrahlenteiler 31 und der Kondensor I i nse 33 angeordnet ist, eine der des in Figur 12 dargestellten Ausführungsbeispiels ähnliche

Wirkung erzielt werden.

Erfindungsgemäß wird ein optischer Kopf mit sehr einfachem Aufbau geschaffen, der einfach und genau sowohl automatische Fokussierung als auch automatische Zielverfolgung durchführt.

Außerdem ist es, verglichen mit dem herkömmlichen optischen Kopf, nicht notwendig, die Nullpunktmethode (die Methode, bei der der Zustand, in dem der Unterschied der Lichtstärke Null ist, Zielwert des Servosystems ist) im Servosystem (automatischem Steuersystem) anzuwenden, und die zylindrische Linse kann weggelassen werden; deshalb kann die Genauigkeit in der räumlichen Anordnung und die Genauigkeit in der Abmessung jedes Elements weniger groß sein und die Herstellungskosten können verringert werden.

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen haben der Reflexionsabschnitt und der reflexionsfreie Abschnitt der lichtteilenden Elemente Streifenform, wie beispielsweise in Figur 4B dargestellt, und die Richtung T-T¹ der Signalspur wird als eine zu den Streifen orthogonale Richtung gesetzt; deshalb kann der Einfluß des Zielverfolgungsvorgangs auf das Fokussierungssignal ausgeschaltet werden, wodurch die Steuerung der automatischen Schärfeeinstellung und der automatischen Zielverfolgung einfach und verläßlich durchgeführt werden kann.

Entsprechend den in Figur 7, 12 und 15 dargestellten

Ausführungsbeispielen ist ein lichtteilendes Element einstückig auf der Endfläche des Polarisationsstrahlenteilers angeordnet; deshalb kann, verglichen mit

ι dem FaLL, in dem ein unabhängiger LichtteiLer benutzt wird, der nötige Raum verringert werden, wodurch Kompaktheit des optischen Kopfs erzielt werden kann. Wie aus der vorgehenden Beschreibung der Erfindung hervorgeht, kann der Einfluß des ZieIverfοLgungsvorgangs auf das Fokussierungssigna I ausgeschaltet werden, wodurch die Steuerung der automatischen Schärfeeinstellung und der automatischen Zielverfolgung einfach und verläßlich durchgeführt werden kann; weiterhin kann die Genau- -,Q igkeit der räumlichen Anordnung und die Genauigkeit der Dimensionierung jedes Elements verglichen mit dem Fall des konventionellen optischen Kopfes verringert werden, wodurch ein mit niedrigen Kosten herzustellender optischer Kopf geschaffen wird.

Bei einem optischen Kopf zur Durchführung der Informationsaufnahme auf einem Aufnahmemedium oder der Informationswiedergabe von einem Aufnahmemedium wird ein von einer Lichtquelleneinheit geschaffener Lichtstrahl

_on durch ein erstes optisches System auf das Aufnahmemedium gerichtet, wird der Lichtstrahl vom optischen Medium durch einen Lichtteiler in einem zweiten optischen System in zwei Lichtstrahlen aufgeteilt, und werden die beiden Lichtstrahlen durch das zweite optische

_ot_ System auf Fotbdetektoren gerichtet; selbst wenn der auf den Lichtteiler auftreffende Lichtstrahl durch die Zielverfolgung abgelenkt ist, ändern sich die Lichtmengen der beiden geteilten Lichtstrahlen nicht, wodurch der Einfluß des Zielverfolgungsvorgangs auf die

automatische Schärfeeinstellung ausgeschaltet ist.
30

Claims

TIeDTKE - BüHLING - KlNNE - GrUPE Γ: . f: SfÄÄ If.
HeLLMANN - V3RAMS - OTRUIF Dipl.-Chem. G. Buhling
Dipl.-Ing. R.
Kinne Dipl.-Ing R Grupe
« ι <5Q<3D') Dipl.-lng. B. Pellmann
CJ h I y JV Z Dipl.-lng.K.Grams
Dipl.-Chem. Dr. B. Struif
Bavariaring 4, Postfach 2024 8000 München 2 Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Müncf
9. August 1984 DE 4186

Patentansprüche

1. Optischer Kopf zur Durchführung der Informationsaufnahme auf ein Aufnahmemedium oder der Informationswiedergabe von einem Aufnahmemedium, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (12) zur Herstellung eines Lichtstrahls, ein erstes optisches System (13, 14, 15) zur Steuerung des Lichtstrahls aus der Lichtquelle (12) und durch ein zweites optisches System (22) zur Steuerung des Lichtstrahls von dem Aufnahmemedium (16)zu einem Fotodetektorelement (23, 24), wobei das zweite optische System (22) einen Lichtstrahlteiler (22) zur Aufteilung des von dem Aufnahmemedium (16) erhaltenen Lichtstrahls in einen ersten Lichtstrahl und einen zweiten Lichtstrahl aufweist, wobei der LichtstrahLteiI er (22) einen Lichtstrahlübertragungsabschnitt (18, 18') mit bestimmter Fläche und einen Lichtst rah I ref lexionsabschnitt (19) mit bestimmter Fläche aufweist, und wobei der Lichtstrahlteiler (22) weiterhin Elemente aufweist, die dazu dienen, eine Schwankung in der Lichtmenge des ersten und des zweiten Lichtstrahls zu vermeiden, selbst wenn der auf den Teiler (22) auftreffende Lichtstrahl wegen der Zielverfolgung ausgelenkt ist.

Dresdner Bank (München) KJo. 3939 844 Bayer. Vereinsbank !München) Wo. 508 941 Postscheck (München) KIa 670-43-804

2. Optischer Kopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtteiler (22) streifenförmige LichtstrahLteiLungsabschnitte (18, 18', 19) aufweist, die sich in OrthogonaLrichtung zur Spurrichtung erstrek ken.

3. Optischer Kopf zur Durchführung der Informationsaufnahme auf ein Aufnahmemedium oder der Informationswiedergabe von einem Aufnahmemedium, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (12) zur Erzeugung eines Lichtstrahls, ein erstes optisches System (13, 14, 15) zur Steuerung des Lichtstrahls aus der Lichtquelle (12) auf das Aufnahmemedium (16), einen ersten und einen zweiten Fotodetektor (23, 24) zum Empfang des Informa tionslichtstrahls vom Aufnahmemedium (16), ein zweites optisches System (22) zur Steuerung des Informationslichtstrahls vom Aufnahmemedium (16) zum ersten und zweiten Fotodetektor (23, 24), wobei das zweite optische System (22) ein Lichtst rah Iteilungselement (22) zur Teilung des von dem Aufnahmemedium (16) ausgehenden Lichtstrahls in zwei Lichtstrahlen aufweist, wobei das Lichtstrahlteilungselement (22) einen ersten Abschnitt (19) zur Steuerung des einfallenden Lichtstrahls in einer ersten Richtung und einen zweiten Abschnitt (18, 18') zur Steuerung des einfallenden Lichtstrahls in einer von der ersten Richtung unterschiedlichen

Richtung aufweist, und ein Signalverarbeitungselement

(40, 41, 42, 43, 44, 45) zur Verarbeitung der Signale

•vom ersten Fotodetektor (23) und zweiten Fotodetektor

(24) und zur Erzeugung eines Zielverfolgungssignals und eines Fokussierungssigna I s, wobei das Verarbeitungselement (40, 41, 42, 43, 44, 45) die Schärfeeinstellung durch ein dem Unterschied zwischen den Signalen vom ersten und zweiten Fotodetektor (23, 24) entspre chendes Signal steuert, und die Zielverfolgung durch

ein Signal steuert, das aus der Erfassung irgendeiner Schwankung in der Lichtverteilung in einer zur Signalspur orthogonalen Richtung auf den Fotodetektoren (23, 24) stammt.

4. Optischer Kopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Fotodetektor (23, 24) zweiabschnitt ige Fotodetektoren sind, und daß ihre Teilungslinien derart angeordnet sind, daß sie mit der Richtung der Signalspur übereinstimmen.

5. Optischer Kopf zur Durchführung der Informationsaufnahme auf ein optomagnetisches Aufnahmemedium oder der Informationswiedergabe von einem optomagnetisehen Aufnahmemedium, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (12) zur Erzeugung eines Lichtstrahls, ein erstes optisches System (13, 15) zur Steuerung des Lichtstrahls von der Lichtquelle (12) zum optomagnetisehen Aufnahmemedium (16), einen ersten und einen zweiten Fotodetek^tor (23, 24) zum Empfang des Lichtstrahls von dem optomagnetischen Aufnahmemedium (16), ein zweites optisches System (22) zur Steuerung des Lichtstrahls vom optomagnetischen Aufnahmemedium (16) zum ersten und zweiten Fotodetektor (23, 24), wobei das zweite optische System (22) ein Lichtst rah Iteilungselement (22) aufweist, das dazu dient, den Lichtstrahl vom optomagnetischen Aufnahmemedium (16) in zwei Lichtstrahlen aufzuteilen, wobei dieses Teilungselement einen ersten Abschnitt (19) zur Lenkung des einfallenden Lichtstrahls

gQ in einer ersten Richtung und einen zweiten Abschnitt (18, 18') zur Lenkung des einfallenden Lichtstrahls in eine zweite Richtung, die von der ersten Richtung unterschiedlich ist, aufweist, Polarisationsscheiben (70, 71), die jeweilsvor dem ersten Fotodetektor (23) und dem zweiten Fotodetektor (24) angeordnet sind, und ein

SignalverarbeitungseLement (80, 81, 82, 83, 8A) zur Erzeugung eines SchärfeeinstelLungssignaLs und eines ZieLverfolgungssignals auf der Grundlage der vom ersten und zweiten Fotodetektor (23, 24) erhaltenen elekirischen Signale, wobei das Verarbeitungselement (80, 81, 82, 83, 84) ein dem Unterschied zwischen den Signalen vom ersten und zweiten Fotodetektor (23, 24) entsprechendes Signal auf einen Frequenzdiskriminator (83) gibt, und die Steuerung der Schärfeeinstellung durch die niederfrequente Komponente des vom Frequenzdiskriminator (83) ausgehenden Signals durchführt und die Steuerung der Zielverfolgung durch ein Signal durchführt, das sich aus der Erfassung irgendeiner Schwankung der LichtverteiLung in einer Richtung orthogonal zur Signalspur auf den Fotodetektoren (23, 24) ergibt.